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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及新能源磷酸铁锂电池,尤其涉及一种基于烷基改性聚硅氧烷的浸没式纳米循环工质。
技术介绍
1、随着新能源产业的蓬勃发展,磷酸铁锂电池凭借其长寿命、低自放电率和高能密度的优势,已被广泛应用于可再生能源存储领域。然而,在特定条件下,如高倍率充放电、电池间距狭小及高温环境,磷酸铁锂电池易于积累热量,导致电池温度升高。值得注意的是,磷酸铁锂电池的电化学性能对其工作温度高度敏感。温度升高不仅会加速电池的老化过程,还可能引发电池热失控的风险。此外,电池pack内部温度分布不均也会导致电池老化程度各异,soc(剩余电量)和soh(健康状态)迅速下降,进而可能加剧电气系统的老化并带来潜在的安全隐患。
2、针对磷酸铁锂电池的散热问题,传统换热系统,如相变材料吸热、底部液冷板式吸热、空气冷却及其组合方式,虽在一定程度上缓解了散热难题,但仍未能完全解决磷酸铁锂电池的散热与安全问题。相比之下,浸没式液冷技术以其紧凑的设计、卓越的散热效率和防止电池热失控的能力脱颖而出,特别是在高倍率循环工况下,浸没式液冷成为满足电池pack散热需求的唯一方案。然而,浸没式液冷的散热效率高度依赖于冷却工质的选择和系统内部结构设计。
3、现有技术中的浸没式冷却工质存在散热效率低、热失控风险高,并且无法同时满足高效传热、防冻、绝缘和防起火性能的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于烷基改性聚硅氧烷的浸没式纳米循环工质,旨在解决现有技术中的浸没式冷却工质存在散热效率低、热失控风
2、为实现上述目的,本专利技术采用的一种基于烷基改性聚硅氧烷的浸没式纳米循环工质,包括0.005-11.5%的纳米粒子混合物、88.0%-99.5%的烷基改性聚硅氧烷基液、0.05-0.09%的分散剂和0.5-15%的助表面活性剂;
3、所述纳米粒子混合物包括γ-al2o3纳米粒子和sio2纳米粒子。
4、其中,所述纳米粒子混合物的粒度为10-100nm,纯度为99.9%。
5、其中,所述分散剂为两性离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂中的一种。
6、其中,所述助表面活性剂为丁醇、丙烯酰胺按照1:2的比例混合而成的混合物。
7、其中,所述分散剂两性离子型表面活性剂包括十二烷基甜菜碱、十二烷基丙基甜菜碱、烷基糖苷。
8、其中,所述分散剂非离子型表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮。
9、本专利技术还提供一种基于烷基改性聚硅氧烷的浸没式纳米循环工质的制备方法,用于制备如上述所述的基于烷基改性聚硅氧烷的浸没式纳米循环工质,
10、步骤一、首先获取烷基改性聚硅氧烷基液备用;
11、步骤二、然后将分散剂和助表面活性剂分别加入到烷基改性聚硅氧烷中搅拌均匀得到混合有机物;
12、步骤三、最后将纳米粒子混合物加入到混合有机物中,在频率为25-60khz条件下超声振荡5-24小时得到基于烷基改性聚硅氧烷的浸没式纳米循环工质。
13、其中,在步骤二中,将分散剂和助表面活性剂分别加入到烷基改性聚硅氧烷中搅拌均匀得到混合有机物时:
14、搅拌时间为30-180min,并且在混合完成后,静置30-60min。
15、本专利技术的一种基于烷基改性聚硅氧烷的浸没式纳米循环工质,包括0.005-11.5%的纳米粒子混合物、88.0%-99.5%的烷基改性聚硅氧烷基液、0.05-0.09%的分散剂和0.5-15%的助表面活性剂;所述纳米粒子混合物包括γ-al2o3纳米粒子和sio2纳米粒子,首先获取烷基改性聚硅氧烷基液备用;然后将分散剂和助表面活性剂分别加入到烷基改性聚硅氧烷中搅拌均匀得到混合有机物;最后将纳米粒子混合物加入到混合有机物中,在频率为25-60khz条件下超声振荡5-24小时得到基于烷基改性聚硅氧烷的浸没式纳米循环工质,以此方式解决了现有技术中的浸没式冷却工质存在散热效率低、热失控风险高,并且无法同时满足高效传热、防冻、绝缘和防起火性能的技术问题。
16、本专利技术通过对聚硅氧烷的改性,加入分散剂和助表面活性剂,在形成的新混合物中加入γ-al2o3、sio2纳米粒子粒度为10nm,纯度为99.9%的纳米颗粒,有效提高了纳米循环工质的导热性能以及防腐防沉淀性能,制备得到的纳米循环工质适用于浸没式设备;
17、采用本专利技术制备的烷基改性聚硅氧烷的浸没式纳米循环工质,在纳米流体中,悬浮的纳米粒子受到布朗力等多种力的作用,从而产生无规则扩散;这些扩散现象包括布朗扩散和热扩散等;纳米粒子的微小运动导致了粒子与液体之间的微对流现象,这种微对流加强了粒子与液体之间的能量传递,进而提高了纳米流体的单位面积传热效率。
18、由于固体纳米粒子的导热性能远优于液体,选用的非导电的纳米颗粒加入改变了烷基改性聚硅氧烷基础液的微观结构,促进了纳米循环工质冷却液在磷酸铁锂电池pack内部的能量传递,提高了导热系数和普朗特数,显著增强了磷酸铁锂电池pack内部与外部的强化流动沸腾换热效果。
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1.一种基于烷基改性聚硅氧烷的浸没式纳米循环工质,其特征在于,
2.如权利要求1所述的基于烷基改性聚硅氧烷的浸没式纳米循环工质,其特征在于,
3.如权利要求2所述的基于烷基改性聚硅氧烷的浸没式纳米循环工质,其特征在于,
4.如权利要求3所述的基于烷基改性聚硅氧烷的浸没式纳米循环工质,其特征在于,
5.如权利要求4所述的基于烷基改性聚硅氧烷的浸没式纳米循环工质,其特征在于,
6.如权利要求5所述的基于烷基改性聚硅氧烷的浸没式纳米循环工质,其特征在于,
7.一种基于烷基改性聚硅氧烷的浸没式纳米循环工质的制备方法,用于制备如权利要求6所述的基于烷基改性聚硅氧烷的浸没式纳米循环工质,其特征在于,
8.如权利要求7所述的基于烷基改性聚硅氧烷的浸没式纳米循环工质的制备方法,其特征在于,
【技术特征摘要】
1.一种基于烷基改性聚硅氧烷的浸没式纳米循环工质,其特征在于,
2.如权利要求1所述的基于烷基改性聚硅氧烷的浸没式纳米循环工质,其特征在于,
3.如权利要求2所述的基于烷基改性聚硅氧烷的浸没式纳米循环工质,其特征在于,
4.如权利要求3所述的基于烷基改性聚硅氧烷的浸没式纳米循环工质,其特征在于,
5.如权利要求4所述的基于烷基改性聚硅...
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